Pourquoi E=mc² ?

Albert Einstein a été l’un des génies les plus célèbres de l’histoire de l’humanité et de nombreuses découvertes découlant de son esprit brillant ont changé le monde. Parmi ces découvertes, il y a la fameuse formule E=mc². Mais que signifie cette formule et comment l’utilise-t-on ?

Une formule d’équivalence entre la masse et l’énergie

En physique, E=mc² est l’équation mathématique pour l’équivalence masse-énergie. Cette équation a été formulée pour la première fois par Albert Einstein en 1905 lorsqu’il a élaboré la théorie de la relativité restreinte. Pour mieux comprendre cette formule, il est nécessaire d’en connaître les différents composants. Dans l’équation, la masse relativiste (m) d’un corps multipliée par la vitesse de la lumière au carré (c²) est égale à l’énergie cinétique (E) de ce corps. L’énergie E est exprimée en joules, la masse m en kilogrammes et la vitesse de la lumière en mètres par seconde.

La formule implique que chaque fois que l’on convertit une partie d’une matière en énergie pure, l’énergie résultante se déplace à la vitesse de la lumière. L’énergie pure étant un rayonnement électromagnétique, elle se déplace donc à une vitesse constante de 300 millions de mètres par seconde. Ce chiffre au carré est le facteur de conversion qui détermine la quantité d’énergie contenue dans une matière. Et parce que la vitesse de la lumière au carré est un nombre très élevé, cela implique que la quantité d’énergie liée même à la plus petite masse est également très élevée.

Une formule qui a indéniablement changé le monde

En des termes plus simples, la formule exprime le fait que la masse et l’énergie sont une même entité physique. Autrement dit, cela signifie que l’énergie et la masse sont interchangeables ; que ce sont des formes différentes de la même chose. Dans de bonnes conditions, l’énergie peut devenir une masse, et vice versa. Notons qu’avant les travaux d’Einstein, les scientifiques considéraient l’énergie et la masse comme deux choses entièrement distinctes.

L’énergie, qu’elle soit sous forme de lumière, de chaleur ou d’autres choses, appartenait à une catégorie. Et la masse détenue par toute matière appartenait à une autre. Bien que les scientifiques aient admis que la masse et l’énergie pouvaient interagir l’une avec l’autre, personne n’avait pensé à une équivalence avant Einstein. Mais attention, cette formule ne signifie pas obligatoirement que la masse peut être convertie en énergie. En fait, cette équation montre qu’un changement dans la masse d’un objet nécessite un changement dans son énergie.

Quoi qu’il en soit, une telle conversion reste tout à fait possible dans certaines situations, notamment dans les réactions chimiques et les réactions nucléaires. En effet, cette équation se manifeste de manière palpable lorsqu’on allume une bougie, par exemple. Dans un exemple encore plus pertinent d’une application de cette formule, on pourra également constater qu’une tasse de café chaud a littéralement une masse plus élevée qu’une tasse de café froid. C’est également grâce à cette toute petite équation que l’on a pu créer la bombe atomique et générer l’énergie nucléaire.